一、影響磨床加工表面粗糙度的因素及其改善措施

1.與磨削砂輪有關的因素

主要是砂輪的粒度、硬度以及對砂輪的修整等。

砂輪的粒度越細，則砂輪單位面積上的磨粒數越多，磨削表面的刻痕越細，表面粗糙度值越小。但粒度過細，砂輪易堵塞，使表面粗糙度值增大，同時還易產生波紋和引起燒傷。

砂輪的硬度是指磨粒受磨削力后從砂輪上脫落的難易程度。砂輪太硬，磨粒磨損后還不能脫落，使工件表面受到強烈的摩擦和擠壓，增加了塑性變形，表面粗糙度值增大，同時還容易引起燒傷；砂輪太軟，磨粒易脫落，磨削作用減弱，也會增大表面粗糙度值，所以要選合適的砂輪硬度。

砂輪的修整質量與所用修整工具、修整砂輪的縱向進給量等有密切關系。砂輪的修整是用金剛石除去砂輪外層已鈍化的磨粒，使磨粒切削刃鋒利，降低磨削表面的表面粗糙度值。另外，修整砂輪的縱向進給量越小，修出的砂輪上的切削微刃越多，等高性越好，從而獲得較小的表面粗糙度值。

2.工件材質有關的因素

包括材料的硬度、塑性、導熱性等。

工件材料的硬度、塑性、導熱性對表面粗糙度有顯著影響。鋁、銅合金等軟材料易堵塞砂輪，比較難磨。塑性大、導熱性差的耐熱合金易使砂粒早期崩落，導致磨削表面粗糙度值增大。

3.加工條件有關的因素

包括磨削用量、冷卻條件及工藝系統的精度與抗振性等。

磨削用量有砂輪速度、工件速度、磨削深度和縱向進給量等。提高砂輪速度，就可能使表層金屬塑性變形的傳播速度跟不上磨削速度，材料來不及變形，從而使磨削表面的表面粗糙度值降低示。工件速度增加，塑性變形增加，表面粗糙度值增大。磨削深度和縱向進給量越大，塑性變形越大，從而增大了表面粗糙度值。砂輪磨削時溫度高，熱的作用占主導地位，因此切削液的作用十分重要。采用切削液可以降低磨削區溫度，減少燒傷，沖去落的砂粒和切屑，以免劃傷工件，從而降低表面粗糙度值。但必須選擇適當的冷卻方法和切削液。

此外，對于外圓磨床、內圓磨床和平面磨床，其機床砂輪的主軸精度、進給系統的精度和平穩性、整個機床的剛度和抗振性等，都和表面粗糙度有密切關系。

二、砂輪的修整技巧

修銳是一個將超硬磨粒砂輪的磨粒修磨鋒利的處理過程。在這一過程中，需往除磨粒間的結合劑和磨鈍的砂輪磨粒，使具有很強磨削性能的砂輪磨粒突出結合劑之外，形成銳利的切削刃。修銳也必須從砂輪表面的氣孔中，往除微小的材料，防止作用于砂輪上的磨削力增大，砂輪上的磨削力增大，將會引起振動和造成零件表面燒傷。

沒有適當的修銳，即使是最好的砂輪也不可能獲得加工零件的高質量和尺寸一致性。實際上，當你投資了高質量的砂輪，為了獲得高的磨削性能，很好地修整它們就顯得非常重要。

整形可以說是砂輪預備工作的一部分，它與普通砂輪的修銳同時進行。對于超硬磨料砂輪，兩道工序是分開進行的，首先對砂輪進行整形。在使用超硬磨料砂輪磨削中，整形是使用整形工具或滾輪進行，修銳經常是使用一個陶瓷結合劑的修整棒，在整形完成后，對砂輪進行修銳處理。

在砂輪包括整形與修銳的修整之前，保證主軸軸承在一定的溫度下(如通常的砂輪磨削狀態)是很重要的。這樣可避免損傷零件幾何外形以及砂輪和修整工具的非正常磨損。對于修整用的工具必須小心處理，由于它一般由質硬、耐磨但又很脆的金剛石材料制成，且對因稍微碰撞、受力引起微小裂紋和破碎都非常敏感。

由于金剛石整形器本身就是一把刀具，需保持非常鋒利。使用一個磨鈍了的修整工具來修整砂輪表面，會使砂輪變鈍。為了保持一個高質量和鋒利的金剛石修整工具，每隔一定時間，需要1/8圈地旋轉單點或帶錐尖的修整工具。旋轉次數可根據修整情況決定，根據經驗，最少天天旋轉一次。對于鑿子頭和成型的修整工具，一般需在它們磨鈍前180°地旋轉一次。

大多數外圓磨床是將零件和砂輪置于一個水平線上。零件外圓的最高點與砂輪外圓的最高點稱為零件/砂輪接觸點，金剛石修整工具應盡可能地在接近零件/砂輪接觸點處修整砂輪。對于內圓磨床用砂輪，將金剛石修整工具接近砂輪外圓的最高點(即磨孔時零件/砂輪接觸點)進行修整，這一點更為重要。

采取微量修整

為減少修整時間，好象總存在一種想選擇 大些修除深度的誘惑。這是一種極其錯誤的想法。必須選擇最合適的修除深度對砂輪進行修整。選擇太大的修除深度，會產生高的切削溫度，減少修整器的使用壽命，還會將有用的砂輪層切除。終極結果是使修整器和砂輪兩者受損，適得其反。最佳的修整量為經幾次修除后，既能恢復砂輪的幾何外形，又能恰好產生出良好的磨削鋒刃為準則。使用單點修整工具，應以10-15^o的軸心線傾斜角接觸砂輪的直徑方向。這樣將使單點 修整工具在定期轉動時，產生一個削尖的作用。以多點接觸的修整工具不需要傾斜這一角度。改為用修整工具的整個端面與砂輪表面接觸。

橫向移動速度是修整工具在修整中通過砂輪表面的速度。它對加工零件要求的表面粗糙度和金屬切削率都起有關鍵的作用。橫向移動速度太慢，將會堵塞砂輪，損害零件的表面粗糙度和金屬切削率。太慢的橫向移動速度還可以引起砂輪振動和燒傷零件表面。均勻較快的橫向移動速度能修整出好的砂輪表面，進步砂輪的磨削性能，增加磨削效率，降低零件表面粗糙度。

保持冷卻

適當地使用冷卻液，能加快修整速度和進步修整效率。根據經驗，選用一股3/8英寸直徑的冷卻液，能夠從修整器上排除大量熱量，延長修整器的使用壽命。當金剛石修整工具通過砂輪時，安裝一個冷卻液噴管，布滿整個砂輪表面或不斷地加注冷卻液到金剛石修整工具。當修整工具與砂輪接觸開始修整后，決不答應修整工具，從冷卻液中退出。否則會使金剛石修整工具，在冷、熱的極端溫度變化下，產生裂紋或破裂。

使用過濾器對冷卻液進行高精度過濾，能避免污垢或切屑在冷卻液中的多次循環。被污染的冷卻液能夠使砂輪很快磨損，增加砂輪的修整次數。只有在干式磨削時(只有在這種情況下，可以中斷對金剛石修整工具的冷卻)，才對砂輪采取干式修整。在天天放工前，關掉冷卻液后，讓砂輪空轉幾分鐘。這樣可以防止砂輪破裂。

振動是修整的大敵

在砂輪修整中，有效地減小振動，避免在砂輪表面留下修整痕跡、碰撞和損壞修整工具等，是至關重要的。這意味著還必須保持砂輪平衡，這是砂輪本身的結構特點所決定的。密度的不均勻和整個砂輪幾何外形的好壞，都會影響一個砂輪的固有平衡。因此選擇一個高質量的砂輪也是很重要的。假如是一個高質量的砂輪，只需妥當的安裝即能保持砂輪很好的平衡。按照砂輪制造商的出廠說明，砂輪上標有一個向上箭頭，它表明砂輪經粗平衡后的輕端方位。然后用戶可以根椐箭頭指示，留意修整砂輪，使其達到動態平衡。冷卻液均勻地加注，有時也能幫助砂輪保持平衡。

為了進一步地避免振動，需保證修整工具牢固地夾緊在夾座上和保持最小的懸垂量，以保證修整工具有足夠的剛性。假如金剛石工具沒有牢固夾緊，就會引起振動、產生噪音，在零件表面產生波紋，拉傷零件表面和損壞修整工具。

一個超硬磨粒砂輪在開始磨削前，必須進行整形與修銳。遵循本文介紹的經驗，將幫助你的砂輪產生出最隹的磨削效果。

三、磨床精度對工件的加工精度的影響

磨床的幾何精度、剛度、熱變形、運動穩定性和抗振性等，將對工件的加工精度直接產生影響。

1.磨床的幾何精度

是指不承受負荷的情況下，各部件的運動精度和相互位置精度。把機床制造得絕對精確是不可能的，總有不可避免或多或少的誤差存在。這種誤差將在工件加工時不同程度反映到工件上來，而影響其工件的加工精度。一般有主軸的徑向跳動和軸向竄動，工作臺等運動部件移動的直線度，工作部件的相互位置誤差和傳動誤差等。

砂輪主軸的徑向跳動和軸向竄動及磨床頭架運動誤差大，不僅影響磨削后的工件表面粗糙度，還會使工件產生圓度和端面跳動，造成磨削過程中火花不均勻。工作臺移動在垂直面不垂直時，在內、外圓磨床上，影響工件母線的直線性，在平面磨床磨削平面，造成工件平面度誤差大。外圓磨床的砂輪主軸軸中心線和內圓磨床砂輪軸軸中心線與工件頭架軸中心線不等高，在磨削內、外錐體時，工件母線是雙曲線。砂輪主軸軸中心線對工作臺移動方向不平行，影響磨削后的工件端面平直度。磨床的傳動誤差，對螺紋磨削和齒輪磨削的加工精度影響很大。

2.磨床的剛度

它是指磨床承受外力(磨削力)時，其部件抵抗變形的能力。也即是在同樣的磨削力的情況下，部件變形越小，表示剛度越大。反之，部件變形大，表示此部件剛度就小。這些變形的大小，破壞了磨床靜態的原始幾何精度，將引起工件的加工誤差的大小。所以剛度好的機床，工件的加工精度高。

3.熱變形

磨床內部的熱源分布不均勻，各個部位在運動中產生的熱量多少也不同，外界熱源對機床各部位的影響也不一樣，零部件因材料不同的熱膨脹系數也不相同，造成機床各部分不同的微量變形，使機床原始幾何精度下降，而影響工件的加工精度。所以精密磨床最好安裝在恒溫室使用，以防止溫度的變化對機床和工件的精度產生影響。

4.磨床運動部件爬行

磨床工作臺砂輪架等運動部件在作微量周期進給或低速連續移動時，出現運動不均勻的現象，通稱為爬行。當磨床有這種現象發生時，使磨削過程中的進給不均勻，而影響工件磨削表面粗糙度。

5.磨床的振動

磨床在磨削過程中產生振動，使砂輪和工件問相對位置發生周期性的變動，使工件表面產生振紋，嚴重影響加工質量和精度。

要提高磨削后的工件精度，除努力消除上述因素的影響外，還必須注意工件加工過程中定位基準的合理選擇、裝夾方法、砂輪的選擇與正確修理、合理選擇磨削用量和工藝方法。

來源：公眾號“精機質量”